機能材料工学科 准教授 久米 徹二

工学部
046
研究室見学
ナノテク・材料
半導体クラスレートの基礎物性と応用
機能材料工学科 准教授 久米 徹二
e-mail: [email protected]
当研究室では「半導体クラスレート」と呼ばれる新材料の研究開発を行っています。
金属のように電気を通す一方、ガラスのように熱を伝えにくい特殊な性質を持っています。
この性質により、熱を電気に変える熱電変換素子への応用が期待されています。
金属のように電流を
流しやすい。
ガラスのように熱を
伝えにくい 。
熱の流れ
電流
太陽電池への応用も有望視される材料です。
Q.クラスレートって何？
A.日本語では、包接化合物と呼ばれ、原子（ホスト）が
「かご」を作り、その中に他の原子（ゲスト）を取りこんで
います。 （ホスト＝Si、Geなど、ゲスト＝Na、Baなど）
Q.半導体って何？
A.Si（ケイ素）やGe(ゲルマニウ
ム）に代表される電子材料。集積
回路や太陽電池など、様々な電
子部品に使われています。
鳥（ゲスト：Na）
カゴ（ホスト:Si）
Q.クラスレートの何をしらべているの？
A.当研究室では、ラマン散乱という方法を用
いて原子の振動数を観測しています。
振動数から、原子同士がどのように結びつ
いているかが分ります。
レーザー光
Q.クラスレートはどうやって作るの？
A.元素を混合して、熱や圧力を加えることで
作ります。
1:1
Si
熱処理
650 ºC Ar中
ラマン散乱光
（原子の振動の情報）
散乱光には、原子の振動の情
報を含むラマン散乱光が含ま
れています。これを観測、解析
することで、原子振動が分りま
す。
Na
NaSi
クラスレート作製装置
真空熱処理
340~ 430 ºC
Si clathrate